JP2002039229A

JP2002039229A - 自動クラッチ装置

Info

Publication number: JP2002039229A
Application number: JP2000228776A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomi Haneda; 吉富羽根田; Tadashi Oda; 直史小田; Takao Naito; 隆生内藤; Tomomitsu Terakawa; 智充寺川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】外乱の影響を受けることなく、且つクラッチ
機構の寿命を短くすることがない自動クラッチ装置を提
供すること。【解決手段】動力源に連結された入力軸及び被駆動機
構に連結された出力軸を備えるクラッチ機構と、クラッ
チ機構の係合・非係合を切換えるクラッチアクチュエー
タと、クラッチアクチュエータの作動を制御する制御機
構とを備える自動クラッチ装置であって、制御機構は、
クラッチ機構へ伝達可能な伝達可能トルクとクラッチ機
構の入力軸に実際に入力される駆動トルクとの差を余剰
トルクとし、実際の余剰トルクを目標の余剰トルクに一
致するように実際の余剰トルクをフィードバック制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラッチ機構の係
合・非係合を自動化する自動クラッチ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、特開平７−２６９６
９４号公報に開示される技術がある。このような自動ク
ラッチ装置では、各種信号に基づいて制御機構がアクチ
ュエータを作動させることによってクラッチの係合・非
係合を制御することでクラッチペダルを廃止し、煩わし
いクラッチペダルの操作を無くすことが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に、完全係合状態でクラッチの伝達可能なトルクはエン
ジンの出力トルクの数倍に設定されている。そのために
クラッチを係合から非係合に移行させるためのアクチュ
エータの操作には、過大な操作力と時間を要するが、車
両の快適性の面からは、アクチュエータの操作を高速で
行なうことが要求される。

【０００４】また、上述したようなクラッチ機構では、
クラッチの係合時にエンジンのトルク変動を全て車両に
伝達してしまい、振動や騒音を引き起こすことが考えら
れる。そこで、摩擦クラッチが伝達可能なトルクを、エ
ンジンが出力する最大トルクに所定のトルクを付加した
トルクとなるように摩擦クラッチの係合度合いを開ルー
プ制御することで必要十分な係合に留めておき、エンジ
ンのトルク変動が生じても摩擦クラッチが滑ることでを
吸収し、車両側にはトルク変動が伝達されないようにす
る方法がとられている。

【０００５】しかしながらこのような方法では、開ルー
プ制御であるために、クラッチ機構の経時変化や使用し
ている雰囲気状態等の外乱に対応できない。更に、クラ
ッチが滑ることでトルク変動を吸収しているので、クラ
ッチの摩擦フェーシングの寿命が短くなってしまう、と
いう問題がある。

【０００６】そこで本発明は、上記問題点を解決すべ
く、外乱の影響を受けることなく、且つクラッチ機構の
寿命を短くすることがない自動クラッチ装置を提供する
ことを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、動力源に連結された入力軸及び被
駆動機構に連結された出力軸を備えるクラッチ機構と、
クラッチ機構の係合・非係合を切換えるクラッチアクチ
ュエータと、クラッチアクチュエータの作動を制御する
制御機構とを備える自動クラッチ装置であって、制御機
構は、クラッチ機構へ伝達可能な伝達可能トルクとクラ
ッチ機構の入力軸に実際に入力される駆動トルクとの差
を余剰トルクとし、実際の余剰トルクを目標の余剰トル
クに一致するように実際の余剰トルクをフィードバック
制御するようにした。

【０００８】請求項１によると、実際の余剰トルクをフ
ィードバック制御しているので、制御精度が高く、経時
変化や雰囲気等の外乱の変化にも対応でき、好適であ
る。また、このような方法では、クラッチ機構の係合時
にクラッチ機構を意図的に滑らせることで動力源のトル
ク変動を吸収する場合に、トルク変動の吸収が最小限に
抑えられるので、クラッチ機構の耐久性が低下するのを
防ぐことができる。

【０００９】具体的には、請求項２に示すように、制御
機構が、クラッチ機構を滑らせる必要がないときには目
標の余剰トルクをゼロ以上に設定し、クラッチ機構を滑
らせる必要があるときには目標の余剰トルクをゼロ以下
に設定することで、上述したクラッチ機構の耐久性の低
下が防止される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して説明する。図１は本発明の実施の形態における自
動クラッチ装置を自動車に適用したときの概略図であ
る。１は動力源であり、内燃機関である。３はクラッチ
機構であり、本実施の形態では乾式の摩擦クラッチであ
る。２は動力源１から出力されて摩擦クラッチ３に入力
される駆動トルクを検出する駆動トルクセンサ、４は摩
擦クラッチ３の伝達可能なトルクを計測する伝達トルク
センサ、５は摩擦クラッチ３の出力軸と連結する被駆動
機構である変速機、６は摩擦クラッチ３を係合・非係合
するクラッチアクチュエータ、７はクラッチアクチュエ
ータ６の作動を制御する制御機構としてのコントローラ
である。

【００１１】図２は本実施の形態におけるコントローラ
７による制御を示すブロック図である。摩擦クラッチ３
へ伝達可能な伝達可能トルク１５と実際に入力される駆
動トルク１４との差を余剰トルクとし、目標の余剰トル
ク１０と実際の余剰トルク１１との差１２（以下、余剰
トルク偏差１２と称す）がコントローラ７に入力する。
コントローラ７は余剰トルク偏差１２に応じてアクチュ
エータ６への制御量１３を出力し、この制御量１３（通
電量）がアクチュエータ６へ入力される。アクチュエー
タ６は制御量１３に基づいて作動し、摩擦クラッチ３の
係合量を調整する。そして、摩擦クラッチ３の伝達可能
なトルク１５が伝達トルクセンサ４にて検出される。本
実施の形態では、伝達トルクセンサ４は図示しないクラ
ッチレリーズシリンダ内の圧力やレリーズフォークに設
けた荷重センサであり、摩擦クラッチ３のクラッチ板を
押し付けるスプリング力の反力と伝達可能トルクとの間
との関係からスプリングの反力を解除する荷重（レリー
ズ荷重）を演算し、伝達可能トルク１５を推定してい
る。また、入力トルク１４は、燃料供給源８から動力源
１に供給される燃料の量や動力源１にかかる負荷などか
ら決定するものであり、駆動力センサ２によって検出さ
れる。

【００１２】図２に係る作動について説明する。コント
ローラ７に入力する余剰トルク偏差１２がゼロとなるよ
うに、制御量１３は余剰トルク偏差１２をＰＩＤ制御し
て算出される。したがって、制御量１３が正のときには
伝達可能トルク１５を増大させる方向にアクチュエータ
６を作動し、その逆に制御量１３が負のときには伝達可
能トルク１５を減少させる方向にアクチュエータ６を作
動する。このように、余剰トルク偏差１２がゼロになる
ようにアクチュエータ６が高精度に制御される。

【００１３】ここで、変速機内や動力伝達経路内で異音
や振動の原因となるトルクの変動成分が摩擦クラッチ３
に入力される場合には、トルクの変動振幅に定数（例え
ば−０．５）を積した値を余剰トルクとして設定する。
このように設定することで、伝達可能トルクを入力トル
クの変動の下限付近に設定でき、トルクの変動成分のみ
を摩擦クラッチ３で吸収することで、摩擦クラッチ３か
らは安定してトルクを出力することが可能になる。

【００１４】本実施の形態では、クラッチ機構として乾
式の摩擦クラッチ３を採用した場合について説明した
が、以下に示すように摩擦クラッチ３以外にも採用が可
能である。

【００１５】クラッチ機構として電磁クラッチを採用す
る場合には、内部圧力、滑り回転数および伝達可能トル
ク１５に一定の関係があるので、内部圧力と滑り回転数
から伝達可能トルク１５を推定する。

【００１６】クラッチ機構としてトルクコンバータのロ
ックアップクラッチを採用する場合には、クラッチを押
し付ける油圧と伝達可能トルクに一定の関係があるの
で、油圧から伝達可能トルク１５を推定する。

【００１７】また、クラッチ機構の作動に電動モータを
用いるアクチュエータでは、電動モータに流れる電流か
らモータの負荷を算出し、モータの負荷から上記レリー
ズ荷重を演算することで伝達可能トルク１５を推定す
る。

【００１８】更に、動力源としてガソリンエンジン等の
内燃機関を採用する場合には、図１に示す駆動センサ２
を省略し、スロットル開度や内燃機関の回転数などから
入力トルクを演算することも可能である。更には、エア
ーコンディショナー用のコンプレッサー等の補機類の使
用による損失トルクを補正することで、入力トルクを更
に高精度に算出することが可能である。

【００１９】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上述した実施の形態に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨に沿った形態の自動クラッチ装置
の制御方法であれば、どのような方法であってもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によると、実際の余剰トルクをフ
ィードバック制御しているので、制御精度が高く、経時
変化や雰囲気等の外乱の変化にも対応でき、好適であ
る。また、このような方法では、クラッチ機構の係合時
にクラッチ機構を意図的に滑らせることで動力源のトル
ク変動を吸収する場合に、トルク変動の吸収が最小限に
抑えられるので、クラッチ機構の耐久性が低下するのを
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における自動クラッチ装置
を自動車に適用したときの概略図である。

【図２】本実施の形態におけるコントローラ７による制
御を示すブロック図である。

【符号の説明】

１・・・動力源２・・・駆動力センサ３・・・摩擦クラッチ（クラッチ機構）４・・・伝達トルクセンサ５・・・変速機（被駆動部材）６・・・クラッチアクチュエータ７・・・コントローラ（制御機構）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺川智充愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地アイシン精機株式会社内Ｆターム(参考） 3J057 AA06 BB03 GA02 GA49 GB02 GB10 GB19 GC11 GE05 HH02 JJ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動力源に連結された入力軸及び被駆動機
構に連結された出力軸を有するクラッチ機構と、該クラ
ッチ機構の係合・非係合を切換えるクラッチアクチュエ
ータと、該クラッチアクチュエータの作動を制御する制
御機構と、を備える自動クラッチ装置であって、前記制御機構は、前記クラッチ機構へ伝達可能な伝達可
能トルクと前記クラッチ機構の入力軸に実際に入力され
る駆動トルクとの差を余剰トルクとし、実際の余剰トル
クを目標の余剰トルクに一致するように実際の余剰トル
クをフィードバック制御することを特徴とする、自動ク
ラッチ装置。
【請求項２】前記制御機構は、前記クラッチ機構を滑
らせる必要がないときには目標の余剰トルクをゼロ以上
の値に設定し、前記クラッチ機構を滑らせる必要がある
ときには目標の余剰トルクをゼロより小さい値に設定す
ることを特徴とする、自動クラッチ装置。